面试题：Rust浮点数溢出错误的检测与预防

检测浮点数溢出错误

在Rust中，浮点数运算默认是不检查溢出的，因为检查溢出会带来性能开销。不过，可以使用checked_*系列方法来检测溢出。

例如，对于加法运算：

let a: f64 = f64::MAX;
let b: f64 = 1.0;
let result = a.checked_add(b);
match result {
    Some(sum) => println!("Sum: {}", sum),
    None => println!("Overflow occurred"),
}

预防浮点数溢出的策略

1. 提前范围检查

在进行运算之前，先检查操作数是否在合理范围内，避免可能导致溢出的计算。

fn safe_add(a: f64, b: f64) -> Option<f64> {
    if (a.is_sign_positive() && b.is_sign_positive() && a > f64::MAX - b) ||
       (a.is_sign_negative() && b.is_sign_negative() && a < f64::MIN - b) {
        None
    } else {
        Some(a + b)
    }
}

2. 使用checked系列方法

在每次运算时使用checked_*方法，这样当溢出发生时会返回None。

let a: f64 = f64::MAX;
let b: f64 = 1.0;
let result = a.checked_add(b);
match result {
    Some(sum) => println!("Sum: {}", sum),
    None => println!("Overflow occurred"),
}

3. 缩放操作数

如果可能，对操作数进行缩放，使运算在安全范围内进行，然后再将结果缩放回原始范围。例如，在进行乘法运算时，可以将两个数都除以一个较大的数，运算后再乘回来。

fn scaled_multiply(a: f64, b: f64) -> Option<f64> {
    let scale = 1e10;
    let scaled_a = a / scale;
    let scaled_b = b / scale;
    let scaled_result = scaled_a.checked_mul(scaled_b)?;
    Some(scaled_result * scale * scale)
}

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